KSdigital A300 – 3-Wege Studiomonitor mit FIRTEC Equalization im Test

KSdigital beschäftigt sich nunmehr seit über 20 Jahren mit dem Bau und der Entwicklung digital gefilterter Studiomonitore. Die Besonderheit liegt dabei nicht im Einsatz der Digitalfilter als solches, sondern in der speziellen Technik, die man bei KSdigital als FIRTEC bezeichnet. Der A300 stammt aus der A-Line mit insgesamt sieben Modellen und gehört mit seiner Bestückung und Leistungsfähigkeit zur Kategorie Midfield Monitor für typische Abhörentfernungen von 2 bis 4 Metern.

Möchte man den A300 in punkto Pegelfestigkeit und Tieftonwiedergabe ausbauen, dann gibt es noch die mit zwei 10″-Chassis bestückte Bassextension B300, die den Frequenzbereich unterhalb von 80 Hz übernimmt. A300 und B300 sind elektrisch und mechanisch aufeinander abgestimmt und können als eine große Standbox eingesetzt werden. Zurück zur A300, ist diese als voll aktives 3-Wege System mit einem 10″-Tieftöner, einer 2″-Mitteltonkalotte und mit dem für KSdigital typischen 1″-Hochtontreiber mit Ringmembran bestückt. Der kleine Kompressionstreiber arbeitet hier ohne Horn und ist direkt hinter der Frontplatte mit einem kleinen Waveguide angebracht. Vom Prinzip kommt diese Kombination einer 1″-Kalotte mit Waveguide recht nahe, nur das hier die höhere Sensitivity des Kompressionstreibers zum Tragen kommt und damit eine höhere Pegelfestigkeit respektive weniger Verzerrungen möglich sind. Umgekehrt kann die hohe Sensitivity des Hochtöners aber auch zum Problem werden, wenn es um das Rauschen der Elektronik geht. In der A300 wird er daher intern durch Vorwiderstände um ca. 12 dB bedämpft.

Die Elektronik der A300 befindet sich wie üblich auf einer großen Metallplatte auf der Rückseite, die auch als Kühlfläche dient und komplett herausgenommen werden kann. Im Innern finden sich auf der Rückwand ein Schaltnetzteil, eine DSP-Platine mit zwei Endstufen für den Mittel- und Hochtöner, sowie eine weitere Platine mit einer größeren Endstufe für den Tieftöner. Alle Endstufen sind mit Class-D Modulen aufgebaut. Als DSP wird ein TAS3308 von Texas Instruments eingesetzt, der für ein typisches Audio Processing in seiner Struktur bereits optimiert ist und über direkte Ausgänge für die TI-Class-D-Verstärker verfügt. Die Signalzuspielung kann entweder analog über einen BurrBrown PCM1804 AD-Umsetzer oder digital im AES/EBU-Format mit Sample-Rate-Converter erfolgen. Es werden alle Abtastraten von 32 bis 210 kHz akzeptiert.

Als Bedienelemente gibt es an der A300 für den Stand-alone-Betrieb einen Pegelsteller und zwei mit Bass und Treble beschriftete Potis. Diese greifen nicht in den analogen Signalweg ein, sondern geben lediglich die Werte für je ein digitales Low- und Highshelf-Filter vor, die zwischen −6 dB und +6dB eingestellt werden können. Für eine komfortable und vernetzte Bedienung mehrerer Monitore kann der KSD Remote Controller eingesetzt werden. Die Monitore werden dazu untereinander und mit der RC über Netzwerkkabel verbunden. Sobald der RC angeschlossen ist, werden die Bedienelemente auf der Rückseite deaktiviert. An der Remote Control können dann die User-Filter, Delays, Pegel und das Master Volume eingestellt werden.

(Bild: Dieter Stork)

Firtec

In der Bezeichnung FIRTEC steckt die Abkürzung FIR für »Finite Impulse Response«, die einen digitalen Filtertyp mit endlicher Impulsantwort beschreibt. Daneben gibt es auch noch die IIR-Filter (IIR steht hier für »Infinite Impulse Response«) mit einer in idealisierter Betrachtungsweise unendlichen Impulsantwort. IIR-Filter sind der Standard bei digitalen Filtern, da sie einfach und schnell zu rechnen sind und die Funktion analoger Filter mehr oder weniger genau nachvollziehen. Dazu gehört auch das minimalphasige Verhalten, d.h. jede Filterfunktion in der Amplitude geht zwangsläufig mit einem minimal zugehörigen Phasengang einher. Bei FIR-Filtern können dagegen Amplitude und Phase in Grenzen unabhängig voneinander definiert werden. Es lassen sich somit z.B. X-Over-Filter ohne Phasendrehung erzeugen oder auch komplexe Entzerrungen von Lautsprechern in Amplitude und Phase vornehmen. FIR-Filter sind dafür in der Berechnung und Ausführung etwas komplexer als IIR-Filter, was bei aktuellen Prozessoren und DSPs aber keine entscheidende Rolle mehr spielt. Für den Lautsprecherentwickler bieten die FIR-Filter die verlockende Möglichkeit, einzelne Wege oder auch komplette Mehrwegesysteme in der Amplitude und Phase zu entzerren und damit ein quasi »ideales« System zu schaffen. Die FIRTEC-Technologie arbeitet mit beiden Filtertypen. Für die X-Over-Funktion und eine gewisse Vorentzerrung der einzelnen Wege werden klassische IIR-Filter eingesetzt. Anschließend kommt dann noch ein globales FIR-Filter zum Einsatz, mit dem der Lautsprecher im Ganzen in der Phase und Amplitude entzerrt wird. Die insgesamt sechs User-Filter basieren auf herkömmlichen IIR-Typen und können zur Ortsanpassung über die KSD Remote Control eingestellt werden.

Aus dem Messlabor…

… unter reflexionsfreien Bedingungen stammen die folgenden Messungen zum Frequenzgang, zum Abstrahlverhalten und zu den Verzerrungswerten. Der Klasse-1-Messraum erlaubt Messentfernung bis zu 8 m und bietet Freifeldbedingungen ab 100 Hz aufwärts. Alle Messungen erfolgen mit einem B&K 1/4″-4939-Messmikrofon bei 96 kHz Abtastrate und 24 Bit Auflösung mit dem Monkey-Forest Audio-Messsystem. Messungen unterhalb von 100 Hz erfolgen als kombinierte Nahfeld-Fernfeldmessungen.

Messwerte

Bei der Messung des Frequenzgangs im reflexionsarmen Raum in 4 Meter Entfernung zeigt die A300 eine recht ausgeprägte Feinstruktur, insgesamt aber einen weitgehend ausgeglichenen Verlauf mit einer Schwankungsbreite von 4,3 dB zwischen Minimum und Maximum im Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 kHz. Über alles betrachtet könnte man der A300 auch eine minimale Mittensenke attestieren, die häufig auch so gewollt ist. Die Eckfrequenzen (−6 dB) liegen bei 24 Hz und 20 kHz. Mit den 24 Hz unterstreicht der A300 seinen Anspruch als Main-Monitor auch für größere Räume. Falls dann der Pegel nicht reichen sollte, gibt es noch den B300 als Sub Extension. Der zugehörige Phasengang in Abb.2 ist weitgehend linearphasig. Eine Ausnahme bildet die mit dem Hochpassverhalten des Lautsprechers einhergehende 360°-Phasendrehung am unteren Ende des Frequenzbereiches. Das FIR-Filter kann die Phase an dieser Stelle nicht mehr entzerren, da das zwingend mit einer zu hohen Filterlatenz von ca. 20 ms oder mehr einhergehen würde, die nicht mehr akzeptabel wären. Für die A300 beträgt die Gesamtlatenz für Filter mit AD- und DA-Umsetzer 5,7 ms, die problemlos sind. Die Laufzeitkurve aus Abb.3 verdeutlicht noch einmal die Problematik der Phasenentzerrung bei tiefen Frequenzen. Möchte man eine konstante Laufzeit, respektive einen linearen Phasengang erzielen, dann müsste die Laufzeit insgesamt auf den Betrag angehoben werden, den die Laufzeitkurve bei der Frequenz zeigt. In letzter Konsequenz würde das für die A300 einen Wert von 40 ms bedeuten.

Was sich mit der Feinstruktur im Frequenzgang schon andeutete, erkennt man auch im Spektrogramm aus Abb.4. Es gibt einige Resonanzen, die jedoch fast alle vernachlässigbar sind. Lediglich um 500 Hz ragen zwei Ausläufer, vermutlich vom Tieftongehäuse, etwas weiter hervor.

(Bild: Dieter Stork)

Die Isobarenkurven zeigen ein breites und gleichmäßiges horizontales Abstrahlverhalten, wo mit einem mittleren Öffnungswinkel (−6 dB) von 135° eine große Bewegungsfreiheit für den Anwender besteht. Unvermeidlich etwas schwieriger gestaltet sich die vertikale Ebene, in der durch Interferenzen in den Übergangsbereichen zwischen den Wegen Unregelmäßigkeiten entstehen. Müssen die A300 quer liegend betrieben werden, dann sollte man die Mittelhochtoneinheit um 90° drehen, um zumindest den Mittel- und Hochtonweg wieder in einer zueinander senkrechten Anordnung zu haben.

Welches Potential in der A300 steckt, erkennt man in den beiden Maximalpegelmessungen aus Abb.7 und 8. Mit Sinusbursts gemessen werden bei maximal 3% Verzerrungen nahezu durchgängig 110 dB erreicht. Zu den Rändern hin fallen die Kurven dann etwas ab. Schwachstellen gibt es jedoch keine. Lässt man im Bassbereich mehr Verzerrungen zu (blaue Kurve für maximal 10% THD), dann werden bei 50 Hz noch 100 dB erreicht. Die für die Praxis etwas aussagekräftigere Multitonmessung mit einem typischen Musikspektrum und 12 dB Crestfaktor liefert bezogen auf 1 m Entfernung im Freifeld einen Spitzenpegel von maximal 116 dB und einen Mittlungspegel von 104 dB bzw. 98 dBA.

Hörtest

Die A300 kann für eine günstige Ausrichtung zum Hörplatz sowohl aufrechtstehend, wie auch quer liegend betrieben werden. Für letzteres ist die Mittel-Hochtoneinheit auf einer Sub Schallwand drehbar eingebaut. Dazu müssen lediglich sechs Schrauben gelöst werden, womit sich die Schallwand herausnehmen und dann um 90° gedreht wieder einsetzen lässt. Für den Hörtest wurden die A300 aufrechtstehend in einer Anordnung mit ca. 2,5 m Abstand zueinander und zum Hörplatz aufgebaut. Die tieffrequenten Probleme des Hörraumes wurden durch eine entsprechende Vorfilterung gelindert. Abb.9 zeigt die Messungen und Filtereinstellungen dazu. Im Höreindruck zeigten sich die A300 kräftig und voluminös, so wie man es von einem großen Lautsprecher auch erwartet. Der Bass reicht tief herab und bleibt auch bei hohen Pegeln sauber. Die Mittelhochtonwiedergabe ist weitgehend neutral und entspannt, neigt jedoch bei kritischen Passagen und hohen Pegeln ansatzweise zur Schärfe. In der räumlichen Abbildung der Quellen bildet die A300 diese eher groß ab, was man auch als Unschärfe bezeichnen könnte, wobei immer die Frage bleibt, was jetzt richtiger ist.

(Bild: Dieter Stork)

Fazit

KSdigital hat mit dem A300 einen 3-Wege-Midfield-Monitor der gehobenen Kategorie im Programm. Bestückt mit kräftigen professionellen Treibern und ebensolchen Endstufen in Class-D-Technik eignet sich der Monitor auch für größere Räume oder Entfernungen. Die äußere Gestaltung und Verarbeitung sind ansprechend. Messtechnisch liefert der A300 durchweg gute bis sehr gute Ergebnisse, und mit den insgesamt sechs User-Filtern ist er einfach an die räumlich Gegebenheiten anzupassen. Der Höreindruck entspricht den Erwartungen für einen größeren Monitor, der über seinen typischen Einsatz als Midfield-Abhöre hinaus auch das Potential zum Main Monitor hat.

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Messwerte
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Klangqualität
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Einsatzmöglichkeiten
+
Verarbeitung und Wertigkeit
+
Preis/Leistungs-Verhältnis

Hersteller: KSdigital

UvP/Straßenpreis pro Paar: 6.398,− Euro / ca. 5.400,− Euro

www.ksdigital.de

Profil: KSdigital A300

Frequenzbereich: 24 Hz − 20 kHz (−6 dB)
Welligkeit: 4,3 dB (100 Hz − 10 kHz)
hor. Öffnungswinkel: 135 Grad (−6 dB Iso 1 kHz − 10 kHz)
hor. STABW (Standardabweichung): 22 Grad (−6 dB Iso 1 kHz − 10 kHz)
ver. Öffnungswinkel: 108 Grad (−6 dB Iso 1 kHz − 10 kHz)
ver. STABW: 41 Grad (−6 dB Iso 1 kHz − 10 kHz)
max. Nutzlautstärke: 108 dB (3% THD 100 Hz − 10 kHz)
Basstauglichkeit: 106 dB (10% THD 50 − 100 Hz)
Maximalpegel in 1 m (Freifeld) mit EIA-426B Signal bei Vollaussteuerung: 98 dBA Leq und 116 dB Peak
Paarabweichungen: 1,3 dB (Maxwert 100 Hz − 10 kHz)
Störpegel (A-bew.): 28 dBA (10 cm)
Abmessungen: 300 x 560 x 400 mm (BxHxT)
Gewicht: 18 kg